Ugyanezek a neuronok felelősek az ismeretségért, a szexért és a verekedésért • Alexander Markov • Tudományos hírek az "elemekről" • Neurobiológia, etológia, genetika

Ugyanazok a neuronok felelősek a társkereséshez, a szexhez és a harchoz

Ábra. 1. Az Esr1 neuronok gyenge fény stimulálása+ génmódosított férfit (fekete, fényvezető a fejben) provokál, hogy megpróbáljon egy másik férfival társulni. A vitatott cikkhez csatolt film keretéből természet. Teljesen nézni

A modern génsebészeti és optogenetikai módszerek egerek hipotalamuszában mutatnak egy idegsejtcsoportot, amelynek aktivitása függ az állatok békés és agresszív reakcióitól rokonaihoz. A neuronok gyenge gerjesztése Esr1+ serkenti a feltáró viselkedést (ismerkedés, szippantás) és megpróbálja társulni, ugyanakkor ugyanazok a neuronok erősebb gerjesztése provokálja az agressziót. Így ugyanaz a neuroncsoport elindítja a társadalmi viselkedés különböző programjait.

Ismeretes, hogy a hypothalamus egyes részeinek elektromos ingerlése agresszivitást vált ki. Ezt számos macskákon és rágcsálókon végzett kísérletekben mutatták ki. A közelmúltban az egér agyában az agresszió központja pontosabban helyezkedett el: a ventromedialis hypothalamus (ventromedial hypothalamus, ventrolateralis subdivision, VMHvl) ventrolaterális szegmense volt; lásd: Lin és munkatársai, 2011. Az egér agressziójának funkcionális azonosítása az egér hypothalamusban.

Az amerikai idegtudósok új tanulmánya, amelynek eredményeit a folyóirat legújabb számában publikálják természet, új, váratlan tényeket tár fel a VMHvl szerepére a társadalmi viselkedés szabályozásában.

A szerzők a VMHlv neuronok egyik csoportjára koncentráltak, nevezetesen azokat a neuronokat, amelyekben az Esr1 ösztrogén receptor gén aktív. Az ilyen neuronok az összes VMHlv idegsejt körülbelül 40% -át teszik ki. Amint azt az előzetes kísérletekből kitűnik, ezek az idegsejtek (a szimbólumuk – Esr1+), különösen agresszív viselkedésű egereknél.

Az Esr1 neuronok munkájának jobb megértése+, a tudósok géntechnológiával módosított egereket hoztak létre, amelyekben a Cre rekombináz expresszálódik az ösztrogénreceptorral együtt (lásd Cre rekombináz). Ezeket az egereket a fejbe egy fényvezetővel implantálták, és mesterséges vírusokat vezettek be a hypothalamusba, amelynek genomja tartalmaz egy inaktivált gént CHR2 (lásd Channelrhodopsin). Ez a gén a neuronokat izgathatja a fény, de csak miután a Cre rekombináz aktív állapotba alakítja (lásd Cre-Lox rekombináció). Így olyan egereket kaptunk, amelyekben az Esr1 neuronok szelektíven izgatottak a fény hatásával.+.

Az így előállított egeret ketrecbe helyeztük, majd egy másik egeret engedtünk be, és az Esr1 neuronok könnyű stimulációját figyeltük+ hatással lesz a kísérleti állatok viselkedésére, amikor idegennel kommunikálnak. Kiderült, hogy férfiaknál az Esr1 aktiválása+ azonnali támadás egy idegennel (akár férfi, akár nő), míg a nőstények éppen csak intenzíven találkoznak a vendégekkel, szagolták vele. Mivel a szerzők elsősorban az agresszió iránt érdeklődtek, további kísérleteket végeztek a hímeken.

Először meg kellett vizsgálni, hogy az ösztrogénreceptort nem expresszáló egyéb VMHvl neuronok befolyásolják-e az agresszív viselkedést (Esr1). Ehhez egy másik vírust injektáltunk a genetikailag módosított hímek ventromediális hypothalamusába, amelyben a gén CHR2 kezdetben aktív állapotban volt, és a Cre rekombináz letiltotta. Így jöttek ki a hímek, amelyekben az Esr1 neuronok fényt keltettek. (ahol nincs Cre rekombináz) és Esr1 neuronok+ nem reagált a fényre. Ezekkel a férfiakkal végzett kísérletek kimutatták, hogy az Esr1 gerjesztése nem okoz agressziót. Ugyanakkor a "vad típusú" férfiak (akik nem rendelkeznek Cre rekombináz génnel) a vírus bejuttatása után a hypothalamus lefedettsége agressziót okozott.

Így annak érdekében, hogy a férfi azonnal idegen támadásra kényszerüljön, szükséges és elegendő ahhoz, hogy gerjeszti az Esr1 neuronjait+ (de nem Esr1).

Az optogenetikai módszerek nem csak a kiválasztott neuronok gerjesztését teszik lehetővé, hanem gátolják tevékenységüket – fény segítségével is. Ehhez a csatorna rodopszin helyett (CHR2) használnak vírusokat a beillesztett halorhodopsin génnel (lásd Halorhodopsin) – olyan fehérjét, amely a fény hatására a Cl ionokat egy neuron citoplazmájába pumpálja, ezáltal megakadályozza a neuron működését izgatottság (cselekvési potenciál létrehozásához). Ezt a technikát alkalmazva a szerzők kimutatták, hogy az Esr1 neuronok aktivitásának gátlása+ azonnal megfosztja a hímektől az agresszivitást. Ha lassítja az Esr1-et+ miközben egy másik egeret támad, a támadás azonnal leáll. Ha előzetesen megvilágítja az idegsejteket, a támadás egyáltalán nem kezdődik meg: a férfi nem fog megtámadni az idegent, még akkor sem, amikor egy normális férfi megtámadta volna. A fogyatékkal élő "agresszív központ" egy ilyen férfinak harc nélkül vonul vissza egy olyan idegen előtt, aki megszállta a törvényes területet.

A kísérletek során a kutatók észlelték az Esr1 neuronok stimulálását+ néha nem agresszióhoz vezet, hanem csak egy energikusabb ismeretséghez: a kísérleti férfi keményen szippantja az idegent, vagy megpróbálja felmászni, mintha párosítás lenne, még akkor is, ha az idegen is férfi.

Ezen furcsa hatások kezelésére olyan kísérleteket végeztünk, amelyek során a szerzők először a vírus különböző dózisát használták a génnel CHR2másrészt a különböző erősségűek könnyű stimulálása. Így a kutatók szabályozták az Esr1 neuronok gerjesztésének intenzitását+.

A kísérletek azt mutatták, hogy a férfiak agresszív viselkedését csak az erős izgalom hozza létre+. Ezeknek a neuronoknak a gyengébb stimulálása nem befolyásolja a férfiak kommunikációját a nőstényekkel és nem okoz agresszivitást más férfiak felé, azonban a férfi idegenekre való reakció radikálisan megváltozik: a szippantás erőssége növekszik, és megpróbálja felmászni egy idegen növekedést (1. Ugyanakkor normális, vagyis az Esr1 neuronok mesterséges stimulálása nélkül+a férfiak soha nem próbálnak felmászni egy másik férfit.

Mint kiderült, még szabályozhatja a férfi viselkedését az idegenekkel való kommunikáció folyamatában, megváltoztatva az Esr1 neuronok fény stimulációjának erejét+. Például először gyengén kapcsolhatja be a fényt, majd a kísérleti férfi kezd intenzíven szimatolni az idegent, és megpróbál felmászni a hátára, majd növelheti a fényt, és a szelíd előrehaladás azonnal agresszív támadássá válik (2.

Ábra. 2. Az Esr1 neuronok stimulációjának intenzitásától függően+ a hímek megpróbálnak felmászni egy másik férfit (felszerelészöld oszlopok a diagramon), vagy támadás (támadáspiros sávok), vagy vegyes reakciót mutatott (kevertsárga rudak). A vízszintes tengely mentén a diagramon – az Esr1 neuronok fény stimulációjának ereje+, függőleges helyzetben – a különböző típusú viselkedés gyakorisága. számadatok a rudak alapja a kísérleti hímek számát mutatja. Kép a cikkből a vita során természet

További kísérletek megerősítették, hogy ugyanazok az Esr1 neuronok+ különböző típusú társadalmi viselkedést indít a férfi egereknél. Ezeknek a neuronoknak (vagy kisszámú gerjesztésének) gyenge gerjesztése az idegen intenzív szipogását idézi elő, és megpróbál felmászni rá, mintha párzás lenne. Az azonos idegsejtek (vagy azok közül több) erősebb stimulálása agresszív viselkedési programot indít el. Nyilvánvaló, hogy a VMHvl neuronjai között, ellentétben a korábban feltételezett feltételezésekkel, nincs olyan neuronok, amelyek kizárólag békés vagy csak agresszív kölcsönhatásban voltak kívülállókkal. Az idegsejtek ugyanazon csoportja, a gerjesztés erejétől függően mindkét viselkedést biztosítja.

Kiderül, hogy valóban csak egy lépés a szerelemtől a harcig – legalábbis neurobiológiai szinten.

Az a tény, hogy az idegsejtek vizsgált populációja ösztrogén receptorokat expresszál (és ezért érzékeny ezekre a nemi hormonokra), valószínűleg nem véletlen. Közismert, hogy az emlősök társadalmi és szexuális viselkedése a szteroid nemi hormonok szintjétől is függ. Milyen mértékben befolyásolja az ösztrogén az Esr1 neuronok aktivitását?+ A VMHvl és hogyan befolyásolja ez a viselkedés további kutatásokat fog mutatni.

Forrás: Hyosang Lee, Dong-Wook Kim, Ryan Remedios, Todd E. Anthony, Angela Chang, Linda Madisen, Hongkui Zeng és David J. Anderson. Az Esr1 + neuronok felszerelésének és támadásának skálázhatósága a ventromedial hypothalamusban // természet. 2014. V. 509. o. 627-632.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: